DE3828821A1 - METHOD FOR DETECTING THE FLOODING OF A SURFACE - Google Patents

METHOD FOR DETECTING THE FLOODING OF A SURFACE

Info

Publication number
DE3828821A1
DE3828821A1 DE3828821A DE3828821A DE3828821A1 DE 3828821 A1 DE3828821 A1 DE 3828821A1 DE 3828821 A DE3828821 A DE 3828821A DE 3828821 A DE3828821 A DE 3828821A DE 3828821 A1 DE3828821 A1 DE 3828821A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
liquid
photo
control signal
liquid surface
alternating light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE3828821A
Other languages
German (de)
Inventor
Hubert Dipl Ing Dedden
Eckhard Dipl Ing Gieger
Christian Dr Lauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayer AG filed Critical Bayer AG
Priority to DE3828821A priority Critical patent/DE3828821A1/en
Priority to US07/389,443 priority patent/US4929829A/en
Priority to DE8989114976T priority patent/DE58904061D1/en
Priority to EP89114976A priority patent/EP0355643B1/en
Priority to JP1215126A priority patent/JPH0678928B2/en
Publication of DE3828821A1 publication Critical patent/DE3828821A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D29/00Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/60Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor integrally combined with devices for controlling the filtration
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284Electromagnetic waves
    • G01F23/292Light, e.g. infrared or ultraviolet
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284Electromagnetic waves
    • G01F23/292Light, e.g. infrared or ultraviolet
    • G01F23/2921Light, e.g. infrared or ultraviolet for discrete levels
    • G01F23/2928Light, e.g. infrared or ultraviolet for discrete levels using light reflected on the material surface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D29/00Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/01Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements
    • B01D29/075Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements located in a closed housing and comprising scrapers or agitators on the cake side of the filtering elements, e.g. Nutsche- or Rosenmund-type filters for performing multiple step operations such as chemical reactions, filtering and cake treatment

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Filtration Of Liquid (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung des Ein- oder Auftauchpunktes eines festen oder porösen Körpers in oder aus einer Flüssigkeit. Das zuletzt genannte Prozeßkriterium spielt in der chemischen Ver­ fahrenstechnik eine wichtige Rolle, wenn bei Flüssig- Fest-Trennvorgängen, wie z.B. Dekantieren, Filtrieren, Abnutschen, der Zeitpunkt des Eintritts des Flüssig­ keitsspiegels in den Feststoffkuchen möglichst exakt erfaßt werden soll. Man kann dann z.B. die Behandlung des Filterkuchens mit einer Wasch-oder Konditionierflüs­ sigkeit in gezielter Weise durchführen. "Gezielt" be­ deutet dabei, daß die Waschflüssigkeitsmenge minimiert und andererseits eine Übertrocknung des Feststoffes ver­ mieden wird.The invention relates to a method for detecting the Immersion or ascent point of a solid or porous one Body in or out of a liquid. The last one process criterion plays in chemical ver driving technology play an important role when Fixed separations, such as Decanting, filtering, Sucking off, the time of entry of the liquid level in the solid cake as precisely as possible to be recorded. You can then e.g. the treatment the filter cake with a washing or conditioning liquid perform liquid in a targeted manner. "Targeted" indicates that the amount of washing liquid is minimized and on the other hand ver overdrying of the solid is avoided.

Weiterhin soll beim Füllen oder Entleeren von Behältern die Über- oder Unterschreitung eines bestimmten Flüssig­ keitsniveaus erkannt werden. Furthermore, when filling or emptying containers the exceeding or falling below a certain liquid levels are recognized.  

Stand der TechnikState of the art

Zur Abtastung von Flüssigkeitsspiegeln sind Ultraschall- Laser- und radiometrische Sensoren bekannt. Diese sind jedoch in erster Linie als Flüssigkeitsstandanzeiger konzipiert und liefern bei der Überflutung einer Ober­ fläche oder dem Durchgang einer Flüssigkeit durch eine Feststoffoberfläche kein ausreichendes Meßsignal.Ultrasound are used to scan liquid levels. Laser and radiometric sensors are known. These are but primarily as a liquid level indicator designed and deliver when flooding a waiter surface or the passage of a liquid through a Solid surface not sufficient measurement signal.

Aufgabetask

Hier setzt die Erfindung an. Für die chemische Industrie soll ein universeller Sensor zur Erkennung der Über­ flutung einer Oberfläche oder des Durchgangs eines Flüssigkeitsspiegels durch eine Feststoffoberfläche entwickelt werden, der unabhängig von den nachfolgenden Verfahrens-Parametern und Kriterien zuverlässig und sicher arbeitet:This is where the invention comes in. For the chemical industry is intended to be a universal sensor for detecting the over flooding a surface or the passage of a Liquid level through a solid surface be developed independently of the following Process parameters and criteria reliable and works safely:

  • a) Physikalische und chemische Eigenschaften der eingesetzten Produkte, wie z.B. Farbe, Korngröße, Zusammensetzung von Feststoff bzw. Flüssigkeit,a) Physical and chemical properties of used products, such as Color, grain size, Composition of solid or liquid,
  • b) Höhe des Feststoffes an der Flüssigkeit im Be­ hälter,b) amount of the solid on the liquid in the loading halter,
  • c) geometrische Vorgaben hinsichtlich des Behälters und eventueller darin befindlicher Einbauten.c) geometric specifications regarding the container and any internals inside.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, According to the invention, this object is achieved by  

  • a) daß in der Flüssigkeit Oberflächenwellen erzeugt werden,a) that surface waves are generated in the liquid will,
  • b) daß die Flüssigkeitsoberfläche beleuchtet und das reflektierte Licht fotoelektrisch abgetastet wird,b) that the liquid surface is illuminated and that reflected light is scanned photoelectrically,
  • c) daß nur die Wechsellichtkomponente des reflektier­ ten Lichts erfaßt wirdc) that only the alternating light component of the reflective th light is detected
  • d) und daß das gleichgerichtete Wechsellichtsignal mit einem voreingestellten Schwellenwert verglichen und bei Unter- bzw. Überschreitung des Schwellen­ wertes ein Steuersignal erzeugt wird.d) and that the rectified alternating light signal compared to a preset threshold and if the threshold is undershot or exceeded worth a control signal is generated.

Die Wellenlänge des verwendeten Meßlichts kann im sicht­ baren Bereich, aber auch im UV- oder im IR-Bereich lie­ gen.The wavelength of the measuring light used can be seen range, but also in the UV or IR range gene.

Zur Erfassung der Wechsellichtkomponente wird zweckmäßig das fotoelektrische Abtastsignal zeitlich differen­ ziert.It is useful to detect the alternating light component the photoelectric scanning signal differ in time graces.

Vorteilhaft wird die Flüssigkeitsoberfläche an mehreren Stellen fotoelektrisch abgetastet und die entsprechenden gleichgerichteten Wechsellichtkomponenten aufsummiert. Der gebildete Summenwert wird dann, wie oben beschrieben, mit dem voreingestellten Schwellenwert verglichen.The liquid surface is advantageous on several Make photoelectrically scanned and the corresponding rectified alternating light components added up. The total value formed is then, as described above, compared to the preset threshold.

Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß dieses Sensor­ prinzip so empfindlich ist, daß die in einem chemischen Produktionsbetrieb normalerweise vorhandenen Gebäude­ schwankungen und Vibrationen der chemischen Anlagenteile bereits ausreichen, um die Flüssigkeitsoberfläche in Schwingungen zu versetzen und hinreichend starke Ober­ flächenwellen zu erzeugen. Für den Fall, daß solche Störungen nicht vorhanden sind bzw. zu schwach sind, um Oberflächenwellen hinreichender Amplitude zu erzeugen, muß die Flüssigkeitsoberfläche zu Schwingungen angeregt werden, Zu diesem Zweck kann die Flüssigkeitsoberfläche, z.B. mit Hilfe einer Tropfeinrichtung, durch regelmäßig auftreffende Tropfen in Schwingungen versetzt werden oder durch eine Düse angeblasen werden.It has been shown in practice that this sensor principle is so sensitive that that in a chemical  Production operations normally existing buildings Fluctuations and vibrations in the chemical system components are already sufficient to get the liquid surface in To set vibrations and sufficiently strong waiters to generate surface waves. In the event that such Faults are not present or are too weak to To generate surface waves of sufficient amplitude the surface of the liquid must be excited to vibrate For this purpose, the liquid surface, e.g. with the help of a drip device, through regularly impinging drops are set in vibration or be blown through a nozzle.

Zur Abtastung und Erfassung eines Flüssigkeitsniveaus in einem Behälter wird eine Platte oder ein platten­ ähnlich gestalteter Körper im Behälter auf das Soll­ niveau der Flüssigkeit gebracht und kann dann als Be­ zugsniveau für die Flüssigkeit, z.B. bei Füll- oder Ent­ leervorgängen des Behälters, verwendet und das bei der Überflutung der Plattenoberfläche auftretende fotoelek­ trische Steuersignal zum Abbruch des Füll- bzw. Entleer­ vorganges benutzt werden.For scanning and recording a liquid level a plate or a plate is placed in a container similarly designed body in the container to the target level of the liquid and can then be used as loading tensile level for the liquid, e.g. with filling or Ent empty operations of the container, used in the Flooding of the plate surface occurring fotoelek trical control signal to abort the filling or emptying process can be used.

Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren in Verbindung mit Filtrier- oder Nutschprozessen einge­ setzt. Dabei wird das beim Durchgang des Flüssigkeits­ spiegels durch die Filterkuchenoberfläche auftretende Steuersignal dazu benutzt, um den Filtratablauf zu unterbrechen, um anschließend eine Durchströmung des Filterkuchens mit Waschflüssigkeit einzuleiten. The method according to the invention is preferably used in Connected with filtering or suction processes puts. This is when the liquid passes mirror occurring through the filter cake surface Control signal used to drain the filtrate interrupt in order to subsequently flow through the Initiate filter cake with washing liquid.  

Die Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Sensorverfahrens einschließlich seiner Varianten ist er­ findungsgemäß gekennzeichnet durch eine Lichtquelle zur Beleuchtung der Flüssigkeitsoberfläche, mehrere Foto­ detektoren zur Erfassung des an der Flüssigkeitsober­ fläche reflektierten Lichts, eine Auswerteschaltung mit Differenziergliedern zur zeitlichen Differentiation der an den Fotoempfängern anstehenden Signale, den Foto­ empfängern zugeordnete Gleichrichter mit einer Summa­ tionsschaltung zur Bildung der Summe aller gleichge­ richteten Fotoempfängersignale, und durch eine Kompa­ ratorschaltung, die ein Steuersignal abgibt, wenn die Summe der Fotoempfängersignale einen voreingestellten Schwellwert unter- oder überschreitet.The device for performing the above It is the sensor method including its variants characterized according to the invention by a light source for Illumination of the liquid surface, multiple photo detectors for detecting the on the liquid surface surface of reflected light, an evaluation circuit with Differentiators for the temporal differentiation of the signals pending at the photo receivers, the photo rectifiers assigned to receivers with a sum tion circuit for forming the sum of all equal directed photo receiver signals, and by a compa rator circuit that outputs a control signal when the Sum of the photo receiver signals a preset Threshold falls below or exceeds.

Vorteileadvantages

Das erfindungsgemäße Sensorverfahren erlaubt eine ein­ deutige Unterscheidung zwischen flüssiger und fester Phase und liefert damit eine charakteristische Merkmals­ klassifizierung zur Erkennung des Zeitpunktes für den Eintritt der Flüssigkeitsoberfläche in einen Feststoff­ kuchen oder die Überflutung einer Oberfläche. Die be­ sonderen Vorzüge der Erfindung liegen in ihrem ver­ fahrenstechnischen Nutzen, weil damit eine Lücke bei der automatischen Steuerung von Filtrier- und Nutschvor­ gängen beseitigt wird. Besondere Bedeutung kommt dabei der Durchströmungswäsche zu, bei der die Mutterlauge mit Waschflüssigkeit aus dem Filterkuchen verdrängt wird, ohne daß der Kuchen vorher trockengeblasen wurde. The sensor method according to the invention allows one clear distinction between liquid and solid Phase and thus provides a characteristic feature classification to recognize the time for the Entry of the liquid surface into a solid cake or the flooding of a surface. The be special advantages of the invention lie in their ver driving technology benefit, because it leaves a gap in the automatic control of filtering and suction filter corridors is eliminated. Of particular importance here the flow-through wash, in which the mother liquor with Washing liquid is displaced from the filter cake, without the cake being blown dry beforehand.  

Wenn beim Entfeuchten vor der Durchströmungswäsche keine Rißbildung im Filterkuchen aufgetreten ist, läßt sich die Kuchenwäsche - bei gleichem Waschergebnis - mit nur Bruchteilen der Waschflüssigkeitsmenge durchführen, wie sie bei Filterkuchen mit Rißbildung erforderlich wäre. Beim Filtrieren in Rührwerksdrucknutschen besteht wegen der Größe der Filterfläche besonders die Gefahr der Riß­ bildung. Solche Risse können nun mit dem erfindungsge­ mäßen Verfahren vermieden werden, da nunmehr das Ab­ fließen von Filtrat in dem Moment unterbrochen wird, wo die gesamte Kuchenoberfläche gerade aus der Flüssigkeit auftaucht. Da die Rißbildung verhindert wird, kann das Abströmen von ungenutzter Waschflüssigkeit minimiert werden, so daß gegenüber früher beträchtliche Mengen an Waschflüssigkeit eingespart werden können. Diese Ein­ sparungen reduzieren nicht nur die Betriebskosten, son­ dern erleichtern auch die Entsorgung und tragen daher zum Umweltschutz bei. Darüber hinaus kann der gesamte Nutschvorgang erheblich verkürzt werden. Schließlich kann auch die Produktreinheit homogener und reproduzier­ barer eingestellt werden. Desweiteren steht mit der exakten zeitlichen Erfassung des Eintritts von Flüssig­ keitsspiegeln in einen Feststoffkuchen ein Verfahrens­ indikator zur Verfügung, der in Kombination mit einer Druck-, Konzentrations- und Kuchenhöhenmessung Rück­ schlüsse auf Produkteigenschaften wie z.B. Kuchenwider­ stand, Korngröße, Porosität u.a. zuläßt. If there is no cracking in the filter cake during dehumidification before the flow-through washing, the cake washing can - with the same washing result - be carried out with only a fraction of the amount of washing liquid as would be required for filter cake with cracking. When filtering in agitator pressure filters, there is a particular risk of cracking due to the size of the filter surface. Such cracks can now be avoided with the method according to the invention, since the flow of filtrate is now interrupted at the moment when the entire cake surface just emerges from the liquid. Since the formation of cracks is prevented, the outflow of unused washing liquid can be minimized, so that considerable amounts of washing liquid can be saved compared to earlier. These savings not only reduce operating costs, they also make disposal easier and therefore contribute to environmental protection. In addition, the entire suction process can be shortened considerably. Finally, the product purity can also be set more homogeneously and reproducibly. Furthermore, with the exact recording of the entry of liquid levels into a solid cake, a process indicator is available which, in combination with a pressure, concentration and cake height measurement, allows conclusions to be drawn about product properties such as cake resistance, grain size, porosity and others.

Weitere in erster Linie konstruktive Vorteile liegen darin, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Sensorköpfe als kompakte Einheiten nahezu an beliebigen Stellen vor allem auch nachträglich bei Anlagenbehältern oder Kesseln angebaut werden können. Dabei ist ohne weiteres eine explosionsschutzsichere Ausführung (z.B. EX-Zone 1 in Schutzart EEx ib II C T 4) verwendbar.Other primarily constructive advantages lie in that according to the inventive method working sensor heads as compact units almost at any point, especially afterwards Plant tanks or boilers can be attached. It is an explosion-proof one Version (e.g. EX Zone 1 with protection class EEx ib II C T 4) usable.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The following is an embodiment of the invention explained in more detail with reference to drawings. Show it:

Fig. 1 eine Drucknutsche mit angebautem Flüssig-Fest- Sensor, Fig. 1 a pressure filter with mounted liquid-solid sensor,

Fig. 2 den Sensorkopf in perspektivischer Darstellung und Fig. 2 shows the sensor head in perspective and

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Auswerteelektronik. Fig. 3 is a block diagram of the evaluation electronics.

Die Drucknutsche gemäß Fig. 1 besteht aus einem Kessel 1, einem Rührwerk 2, Düsen 3 zum Aufsprühen einer Wasch­ flüssigkeit, einem Austrag 4 für den Feststoff und einer Filtratableitung 5. Außerdem sind Zuführungen 6, 7 und 8 für ein Druckgas, die zu filtrierende Suspension und für die Waschflüssigkeit vorgesehen. Im unteren Teil des Kessel 1 befindet sich der auf einem Nutschenboden lie­ gende Filterkuchen 9, der mit der Flüssigkeit 10 über­ schichtet ist. Die Flüssigkeit 10 kann hier die abzu­ filtrierende Mutterlauge oder eine Waschflüssigkeit sein. The pressure filter according to Fig. 1 consists of a vessel 1, a stirrer 2, 3 liquid nozzles for spraying a washing, a discharge 4 for the solid and a filtrate discharge. 5 In addition, feeders 6 , 7 and 8 are provided for a compressed gas, the suspension to be filtered and for the washing liquid. In the lower part of the boiler 1 is the filter cake 9 lying on a Nutschenboden, which is layered with the liquid 10 on. The liquid 10 can be the mother liquor to be filtered off or a washing liquid.

Wie oben schon beschrieben, ist beim Abfiltrieren der Eintauchzeitpunkt der Flüssigkeit 10 in den Filterkuchen 9 verfahrenstechnisch von großer Bedeutung. Der Ein­ tauchzeitpunkt ist dadurch charakterisiert, daß der Flüssigkeitsspiegel mit der Feststoffoberfläche 11 ge­ rade zusammenfällt. Zur Erkennung des Durchgangs des Flüssigkeitsspiegels durch die Feststoffoberfläche 11 bei absinkendem Flüssigkeitsniveau oder der eben ein­ setzenden Überflutung der Feststoffoberfläche bei stei­ gendem Flüssigkeitsniveau ist auf einem Schauglas seit­ lich über dem Kessel 1 ein Sensorkopf 12 angeordnet, dessen Funktion im folgenden näher beschrieben wird. An denselben Flansch 13 ist eine Tropfvorrichtung 14 ange­ schlossen, die lediglich aus einem Vorratsgefäß und Zu­ leitungen besteht.As already described above, the time at which the liquid 10 is immersed in the filter cake 9 is of great importance in terms of process technology. A time of diving is characterized in that the liquid level coincides with the solid surface 11 ge straight. To detect the passage of the liquid level through the solid surface 11 when the liquid level drops or the flooding of the solid surface when the liquid level rises, a sensor head 12 is arranged on a sight glass since the boiler 1 , the function of which will be described in more detail below. On the same flange 13 , a drip device 14 is connected, which consists only of a storage vessel and lines.

Mit Hilfe der Tropfvorrichtung 14 werden Tropfen er­ zeugt, die auf die Oberfläche der Flüssigkeit 10 im Kessel 1 auftreffen. Dadurch werden periodisch Ober­ flächenwellen erzeugt, die sich über die Flüssigkeit 10 ausbreiten.With the help of the drip device 14 , drops are generated which strike the surface of the liquid 10 in the boiler 1 . As a result, surface waves are periodically generated, which spread over the liquid 10 .

Der in Fig. 2 dargestellte Sensorkopf 12 besteht aus einer Lichtquelle 15 in druckfester Kapselung, einem Objektiv 16, das das reflektierte Licht der Lichtquelle 15 auf mehrere nebeneinander angeordnete Fotoempfänger 17 (Foto-array) abbildet und einer mit den Fotoempfän­ gern verbundenen Auswerteelektronik 18. Die Funktion der Auswerteelektronik wird anhand von Fig. 3 beschrieben. The sensor head 12 shown in FIG. 2 consists of a light source 15 in pressure-resistant encapsulation, an objective 16 which images the reflected light from the light source 15 onto a plurality of photo receivers 17 (photo array) arranged next to one another and evaluation electronics 18 which are preferably connected to the photo receivers. The function of the evaluation electronics is described with reference to FIG. 3.

Durch die Fotoempfänger 17 wird das an der Flüssigkeits­ oberfläche reflektierte Licht detektiert. Die Intensität des reflektierten Lichtstrahls ist durch Oberflächen­ wellen in der Flüssigkeit moduliert. Die Oberflächen­ wellen werden entweder durch die oben beschriebene Tropfvorrichtung 14 künstlich erzeugt oder entstehen bereits durch Vibrationen und mechanische Stöße, die erfahrungsgemäß bei chemischen Produktionsanlagen häufig durch anderweitig eingebaute Motoren oder Pumpen ver­ ursacht werden. Die Erfahrung hat gezeigt, daß es bei chemischen Anlagen eher umgekehrt ein Problem darstellen würde, wenn eine vollkommen ruhige Flüssigkeitsober­ fläche gefordert würde. Die für die Funktion des Sen­ sorverfahrens notwendigen Oberflächenwellen sind daher in der Praxis schon vorhanden und brauchen nur in Son­ derfällen künstlich erzeugt werden.The light reflected on the liquid surface is detected by the photo receiver 17 . The intensity of the reflected light beam is modulated by surface waves in the liquid. The surface waves are either generated artificially by the drip device 14 described above or are already created by vibrations and mechanical shocks, which experience has shown in chemical production systems to often be caused by motors or pumps installed elsewhere. Experience has shown that in chemical plants it would be a problem if the surface of the liquid was completely calm. The surface waves necessary for the function of the sensor method are therefore already available in practice and only need to be artificially generated in special cases.

Das an einem Fotoempfänger 17 anstehende Abtastsignal wird verstärkt (Vorverstärker 19), über einen Bandpaß 20 einem Differenzierglied 21 zugeführt und anschließend gleichgerichtet (Gleichrichter 22). Dabei ist jedem Fotoempfänger eine Schaltung 19, 20, 21, 22 zugeordnet, d.h. die fotoelektrischen Abtastsignale (4 Fotoempfänger gemäß Fig. 2) werden getrennt verstärkt, gefiltert, differenziert und anschließend gleichgerichtet. Durch die zeitliche Differentiation wird also nur die Wechsel­ lichtkomponente erfaßt, die auf die Oberflächenwellen zurückzuführen ist. Dagegen wird das stets vorhandene Gleichlicht eliminiert. The scanning signal present at a photo receiver 17 is amplified (preamplifier 19 ), fed to a differentiating element 21 via a bandpass filter 20 and then rectified (rectifier 22 ). A circuit 19 , 20 , 21 , 22 is assigned to each photo receiver, ie the photoelectric scanning signals ( 4 photo receivers according to FIG. 2) are separately amplified, filtered, differentiated and then rectified. Due to the temporal differentiation, only the alternating light component is detected, which is due to the surface waves. In contrast, the constant light that is always present is eliminated.

Die gleichgerichteten Wechsellichtkomponenten werden an­ schließend durch eine Summierschaltung 23 aufsummiert und der Summenwert in einem Komparator 24 mit einem vor­ eingestellten Schwellenwert verglichen. Der Komparator 24 gibt ein Steuersignal ab, wenn der eingestellte Schwellwert unter- bzw. überschritten wird. Zur Ein­ stellung einer gegebenenfalls notwendigen zeitlichen Verzögerung ist dem Komparator 24 ein Verzögerungsglied 25 nachgeschaltet. Das verzögerte Steuersignal kann schließlich über einen Ausgangsverstärker 26 noch weiter verstärkt werden, um z.B. Ventile oder andere Stell­ glieder in den Zuleitungen 7 und 8 oder im Filtratablauf 5 zu betätigen.The rectified alternating light components are then added up by a summing circuit 23 and the total value is compared in a comparator 24 with a preset threshold value. The comparator 24 emits a control signal when the set threshold value is undershot or exceeded. To set a possibly necessary time delay, the comparator 24 is followed by a delay element 25 . The delayed control signal can finally be amplified further via an output amplifier 26 , for example to actuate valves or other actuators in the feed lines 7 and 8 or in the filtrate outlet 5 .

Das hier beschriebene Sensorverfahren beruht auf dem Klassifikationsmerkmal, daß die an den Fotoempfängern 17 anstehenden Wechsellichtsignale beim Durchgang des Flüssigkeitsspiegels durch die Feststoffoberfläche oder bei deren Überflutung (bei steigendem Flüssigkeits­ spiegel) eine maximale Änderung erfahren. Im Prinzip würde ein einziger Meßkanal mit einem Fotoempfänger 17 genügen. Eine größere Sicherheit wird jedoch erreicht, wenn, wie oben beschrieben, mit mehreren Fotoempfängern gearbeitet wird, deren Abtastsignale aufsummiert werden.The sensor method described here is based on the classification feature that the alternating light signals present at the photoreceivers 17 experience a maximum change when the liquid level passes through the solid surface or when it is flooded (with increasing liquid level). In principle, a single measuring channel with a photo receiver 17 would suffice. However, greater security is achieved if, as described above, multiple photo receivers are used, the scanning signals of which are summed up.

Das Sensorprinzip wurde hier in Verbindung mit dem Durchgang einer Flüssigkeitsoberfläche durch die Fest­ stoffoberfläche in einer Drucknutsche beschrieben. Das erfindungsgemäße Verfahren kann aber auch anderweitig mit großem Erfolg eingesetzt werden. Bei einem Entleeren eines Kessels tritt z.B. häufig das Problem auf, daß ein bestimmter Flüssigkeitsspiegel nicht unterschritten werden darf oder der Auslaufzeitpunkt des Kessels genau erkannt werden muß. In diesem Fall wird in Höhe des kritischen Flüssigkeitsniveaus eine Platte eingebracht, die als Bezugsniveau dient. Sobald der Flüssigkeits­ spiegel die im Abtastfeld der Fotoempfänger liegende Platte erreicht hat, ändert sich die Wechsellichtkom­ ponente sprunghaft. So tritt z.B. bei ansteigendem Flüssigkeitsspiegel die Wechsellichtkomponente zum ersten Mal auf, wenn die Flüssigkeit die Platte gerade überflutet, während sie umgekehrt praktisch verschwindet, wenn bei fallendem Flüssigkeitsspiegel praktisch keine Flüssigkeit mehr auf der Platte vorhanden ist. Im Falle der vollständigen Entleerung des Kessels dient der Kesselboden als Bezugsniveau für die Flüssigkeit. Das beim Durchgang des Flüssigkeitsspiegels durch das Be­ zugsniveau erzeugte Steuersignal kann analog zu den oben beschriebenen Steuervorgängen, z.B. zum Abbruch eines Füll- bzw. Entleerungsvorganges, benutzt werden.The sensor principle was here in connection with the Passage of a liquid surface through the hard surface described in a pressure filter. The The method according to the invention can also be used otherwise used with great success. When emptying a boiler e.g. often the problem on that one  certain liquid level is not fallen below or the time of the boiler's run-down exactly must be recognized. In this case, the amount of a plate is placed in critical liquid levels, which serves as a reference level. Once the liquid mirror the one in the scanning field of the photoreceiver Plate has reached, the alternating light com component by leaps and bounds. For example, with increasing Liquid level the alternating light component for first time when the liquid is just the plate flooded, while conversely it practically disappears, if practically none when the liquid level falls There is more liquid on the plate. In the event of is used to completely empty the boiler Boiler bottom as a reference level for the liquid. The when the liquid level passes through the Be train level generated control signal can be analogous to the above described control processes, e.g. to cancel one Filling or emptying process can be used.

Claims (8)

1. Verfahren zur Erkennung des Ein- oder Auftauchpunk­ tes eines festen oder porösen Körpers in oder aus einer Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet,
  • a) daß in der Flüssigkeit (10) Oberflächenwellen erzeugt werden,
  • b) daß die Flüssigkeitsoberfläche beleuchtet und das reflektierte Licht fotoelektrisch abge­ tastet wird,
  • c) daß nur die Wechsellichtkomponente des reflektierten Lichts erfaßt wird
  • d) und daß das gleichgerichtete Wechsellicht­ signal mit einem voreingestellten Schwellen­ wert verglichen und bei Unter- oder Über­ schreitung des Schwellenwertes ein Steuer­ signal erzeugt wird.
1. A method for detecting the point of immersion or emergence of a solid or porous body in or from a liquid, characterized in that
  • a) that surface waves are generated in the liquid ( 10 ),
  • b) that the liquid surface is illuminated and the reflected light is scanned photoelectrically,
  • c) that only the alternating light component of the reflected light is detected
  • d) and that the rectified alternating light signal is compared with a preset threshold value and a control signal is generated if the threshold is undershot or exceeded.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das fotoelektrische Abtastsignal zur Erfassung der Wechsellichtkomponente differenziert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that that the photoelectric scanning signal for detection the alternating light component is differentiated. 3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Flüssigkeitsoberfläche an mehreren Stellen fotoelektrisch abgetastet und die entsprechenden gleichgerichteten Wechsellichtkompo­ nenten aufsummiert werden und daß der Summenwert mit dem Schwellenwert verglichen wird.3. The method according to claim 1 to 2, characterized indicates that the liquid surface  scanned in several places and the corresponding rectified alternating light compo be summed up and that the total value is compared with the threshold. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Flüssigkeitsoberfläche durch auftreffende Tropfen in Schwingungen versetzt wird.4. The method according to claim 1 to 3, characterized characterizes that the liquid surface by impinging drops vibrated becomes. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Flüssigkeitsoberfläche durch Anblasen in Schwingungen versetzt wird.5. The method according to claim 1 to 3, characterized characterizes that the liquid surface by Blowing is vibrated. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Oberfläche einer in einem Be­ hälter angeordneten und im Abtastfeld (des) der Fotoempfänger(s) liegenden Platte als Bezugsniveau für die Flüssigkeit bei Füll- oder Entleervorgängen des Behälters verwendet wird und das bei der Überflutung der Plattenoberfläche auftretende Steuersignal zum Abbruch des Füll- bzw. Entleer­ vorganges benutzt wird.6. The method according to claim 1 to 5, characterized records that the surface of one in a Be arranged and in the scanning field (des) the Photo receiver (s) lying plate as a reference level for the liquid during filling or emptying processes of the container is used and that at Flooding of the plate surface occurring Control signal for aborting the filling or emptying process is used. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beim Filtrieren einer Suspension das beim Durchgang des Flüssigkeitsspiegels durch die Filterkuchenoberfläche auftretende Steuersignal dazu benutzt wird, um den Filtratablauf zu unter­ brechen, um anschließend eine Durchströmung des Filterkuchens mit Waschflüssigkeit einzuleiten. 7. The method according to claim 1 to 5, characterized records that when filtering a suspension when the liquid level passes through the Control cake surface occurring control signal is used to lower the filtrate drain break to subsequently flow through the Initiate filter cake with washing liquid.   8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Licht­ quelle (15) zur Beleuchtung der Flüssigkeitsober­ fläche, ein Objektiv (16) zur Abbildung der be­ leuchteten Oberfläche, mehrere Fotodetektoren (17) zur Erfassung des an der Flüssigkeitsoberfläche reflektierten Lichts, eine Auswerteschaltung (18) mit Differenziergliedern (21) zur zeitlichen Dif­ ferentiation der an den Fotoempfängern (17) an­ stehenden Signale, den Fotoempfängern zugeordnete Gleichrichter (22) mit einer Summationsschaltung (23) zur Bildung der Summe aller gleichgerichteten Fotoempfängersignale, und durch eine Komparator­ schaltung (24), die ein Steuersignal abgibt, wenn die Summe der Fotoempfängersignale einen voreinge­ stellten Schwellwert unter- oder überschreitet.8. The device for performing the method according to claim 1 to 7, characterized by a light source ( 15 ) for illuminating the liquid surface, a lens ( 16 ) for imaging the illuminated surface, several photo detectors ( 17 ) for detecting the on the liquid surface reflected light, an evaluation circuit ( 18 ) with differentiating elements ( 21 ) for the temporal dif ferentiation of the signals at the photo receivers ( 17 ), rectifiers ( 22 ) assigned to the photo receivers with a summation circuit ( 23 ) for forming the sum of all rectified photo receiver signals, and by a comparator circuit ( 24 ) which emits a control signal when the sum of the photo receiver signals falls below or exceeds a preset threshold value.
DE3828821A 1988-08-25 1988-08-25 METHOD FOR DETECTING THE FLOODING OF A SURFACE Withdrawn DE3828821A1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3828821A DE3828821A1 (en) 1988-08-25 1988-08-25 METHOD FOR DETECTING THE FLOODING OF A SURFACE
US07/389,443 US4929829A (en) 1988-08-25 1989-08-04 Method for detecting flooding of a surface
DE8989114976T DE58904061D1 (en) 1988-08-25 1989-08-12 METHOD FOR DETECTING THE FLOODING OF A SURFACE.
EP89114976A EP0355643B1 (en) 1988-08-25 1989-08-12 Process for sensing the flooding of a surface
JP1215126A JPH0678928B2 (en) 1988-08-25 1989-08-23 Method for detecting time of immersion in liquid or time of emergence from liquid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3828821A DE3828821A1 (en) 1988-08-25 1988-08-25 METHOD FOR DETECTING THE FLOODING OF A SURFACE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3828821A1 true DE3828821A1 (en) 1990-03-01

Family

ID=6361562

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3828821A Withdrawn DE3828821A1 (en) 1988-08-25 1988-08-25 METHOD FOR DETECTING THE FLOODING OF A SURFACE
DE8989114976T Expired - Fee Related DE58904061D1 (en) 1988-08-25 1989-08-12 METHOD FOR DETECTING THE FLOODING OF A SURFACE.

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE8989114976T Expired - Fee Related DE58904061D1 (en) 1988-08-25 1989-08-12 METHOD FOR DETECTING THE FLOODING OF A SURFACE.

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4929829A (en)
EP (1) EP0355643B1 (en)
JP (1) JPH0678928B2 (en)
DE (2) DE3828821A1 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2717049B2 (en) * 1992-11-30 1998-02-18 アサヒビール株式会社 Automatic foam retention measuring method and device
DE19504579A1 (en) * 1995-02-11 1996-08-14 Boehringer Mannheim Gmbh Detector system for detecting liquid surfaces using light source for irradiating these
GB9614323D0 (en) * 1996-07-08 1996-09-04 Willis William G Apparatus for and a method of measuring the fluid contents of containers
WO1999015255A1 (en) * 1997-09-19 1999-04-01 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for monitoring, controlling and operating rotary drum filters
US6040897A (en) * 1998-04-29 2000-03-21 Laser Technology, Inc. Remote sensor head for laser level measurement devices
CH696674A5 (en) * 2003-10-30 2007-09-14 Rosenmund Vta Ag Method for detecting the entry or Auftauchzeitpunktes a body in or from a liquid.
US8747669B1 (en) * 2005-12-29 2014-06-10 Spf Innovations, Llc Method and apparatus for the filtration of biological samples
KR20100021848A (en) * 2008-08-18 2010-02-26 삼성전자주식회사 Exposure apparatus for display and exposing method using the same
US11020753B2 (en) 2015-10-02 2021-06-01 Bjarne Christian Nielsen Holding Aps Apparatus and method for monitoring and controlling a centrifugal
CN108351290B (en) * 2015-10-26 2021-07-16 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 Method and device for optically detecting movement in a biological sample

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2542231A1 (en) * 1975-09-17 1977-03-31 Canon Kk LIQUID QUANTITY DETECTOR
DE2948295A1 (en) * 1978-12-06 1980-06-26 Centre Rech Metallurgique METHOD FOR MONITORING THE FEEDING SURFACE OF A SHAFT OVEN
DE2945251A1 (en) * 1979-11-09 1981-05-14 Betriebsforschungsinstitut VDEh - Institut für angewandte Forschung GmbH, 4000 Düsseldorf Measuring level of liq. steel in ladles etc. - using laser beam directed at surface at angle to axis of imaging system
DE3324967A1 (en) * 1982-07-15 1984-01-19 Motorola, Inc., 60196 Schaumburg, Ill. SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING THE MEL LEVEL
DE3123476C2 (en) * 1981-06-13 1984-05-17 Skf Kugellagerfabriken Gmbh, 8720 Schweinfurt Working method and device for shutting down a work station of a spinning or twisting machine
DE3029716C2 (en) * 1980-08-06 1985-05-15 Krautkrämer GmbH, 5000 Köln Method and device for automatically maintaining an adjustment of the coverage and the relative phase position of light beams in an optical interferometer used for ultrasonic reception
DE3106887C2 (en) * 1980-02-29 1987-01-22 Vaisala Oy, Helsinki Method and device for indicating the dew point
US4693831A (en) * 1987-01-28 1987-09-15 Zimpro Inc. Rise-rate control of pulsed-bed granular medium filters
EP0239253A2 (en) * 1986-02-27 1987-09-30 Imed Corporation Empty container detector with drop sensor

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3790156A (en) * 1971-02-01 1974-02-05 W Hogendyk Textile folding machine
JPS5165994A (en) * 1974-12-05 1976-06-08 Yamada Ind FUYUKENS HUTSUSOCHI
JPS5291483A (en) * 1976-01-28 1977-08-01 Hitachi Ltd Multi-component analyzer
US4247784A (en) * 1978-12-18 1981-01-27 Eastman Kodak Company Measurement of material level in vessels
IT1192344B (en) * 1978-12-20 1988-03-31 Ceda Spa LEVEL METER
US4443699A (en) * 1979-08-31 1984-04-17 The Johns Hopkins University Fluid level measuring device with linear, high resolution output
US4544840A (en) * 1979-08-31 1985-10-01 The Johns Hopkins University Fiber optic fluid impurity detector
JPS587548A (en) * 1981-07-08 1983-01-17 Takaoka Ind Ltd Oil film detector
US4501972A (en) * 1982-03-01 1985-02-26 Scans Associates, Inc. Float detection system
JPS5916507A (en) * 1982-07-19 1984-01-27 Oval Eng Co Ltd Phase separating system
US4625549A (en) * 1985-08-01 1986-12-02 Outboard Marine Corporation Optical fluid level indicator including float with reflecting means
JPS62110135A (en) * 1985-11-08 1987-05-21 Cosmo Co Ltd Method and apparatus for quantifying concentration of asphaltene
JPS62206431A (en) * 1986-03-07 1987-09-10 Ricoh Co Ltd Refractive index measuring apparatus for liquid
JPH0649631B2 (en) * 1986-10-29 1994-06-29 信越半導体株式会社 Crystal size measuring device

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2542231A1 (en) * 1975-09-17 1977-03-31 Canon Kk LIQUID QUANTITY DETECTOR
DE2948295A1 (en) * 1978-12-06 1980-06-26 Centre Rech Metallurgique METHOD FOR MONITORING THE FEEDING SURFACE OF A SHAFT OVEN
DE2945251A1 (en) * 1979-11-09 1981-05-14 Betriebsforschungsinstitut VDEh - Institut für angewandte Forschung GmbH, 4000 Düsseldorf Measuring level of liq. steel in ladles etc. - using laser beam directed at surface at angle to axis of imaging system
DE3106887C2 (en) * 1980-02-29 1987-01-22 Vaisala Oy, Helsinki Method and device for indicating the dew point
DE3029716C2 (en) * 1980-08-06 1985-05-15 Krautkrämer GmbH, 5000 Köln Method and device for automatically maintaining an adjustment of the coverage and the relative phase position of light beams in an optical interferometer used for ultrasonic reception
DE3123476C2 (en) * 1981-06-13 1984-05-17 Skf Kugellagerfabriken Gmbh, 8720 Schweinfurt Working method and device for shutting down a work station of a spinning or twisting machine
DE3324967A1 (en) * 1982-07-15 1984-01-19 Motorola, Inc., 60196 Schaumburg, Ill. SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING THE MEL LEVEL
EP0239253A2 (en) * 1986-02-27 1987-09-30 Imed Corporation Empty container detector with drop sensor
US4693831A (en) * 1987-01-28 1987-09-15 Zimpro Inc. Rise-rate control of pulsed-bed granular medium filters

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0678928B2 (en) 1994-10-05
US4929829A (en) 1990-05-29
EP0355643B1 (en) 1993-04-14
EP0355643A3 (en) 1991-01-23
JPH02102438A (en) 1990-04-16
DE58904061D1 (en) 1993-05-19
EP0355643A2 (en) 1990-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0355643B1 (en) Process for sensing the flooding of a surface
CH641583A5 (en) ROOM MONITORING DEVICE WITH WARNING AND PROTECTIVE ZONES.
DE102004047022A1 (en) Device for monitoring room areas
EP0331136A1 (en) Installations for waste water disposal
DE3842494A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR THE PERCEPTION AND COUNTING OF OBJECTS WHICH MOVE IN A SPECIFIC AREA WITH VARIABLE SPEED
EP0427908B1 (en) Particle counter
DE2236424C3 (en) Device for controlling and monitoring the movements of the platform of a storage and retrieval vehicle
DE68926493T2 (en) System for distinguishing fragments contaminated by radiation and device for measuring the radioactivity of the fragments
EP3773976B1 (en) Device and method for measuring a filter cake thickness
EP1744144A1 (en) Method and device for measuring the contamination of an atmosphere by aerosols and dusts
DE2410110C3 (en) Method for the automatic testing and sorting of empty containers with residual media, especially liquids
DE102016117943B4 (en) An electronic component housing that detects deposited cutting fluid and a motor drive system that includes the housing
DE4412889C2 (en) Method and arrangement for monitoring a solid-liquid separation device
DE102005049473B4 (en) Surface cleaning apparatus
EP1999075B1 (en) Apparatus for taking off process water
DE102004001926B4 (en) Method and device for measuring the load of an atmosphere with aerosols and dusts
DE102010027680A1 (en) Method and arrangement for scanning the underflow jet of a hydrocyclone
DE4105190A1 (en) Scattered light aerosol detector - has pump passing aerosol flow enclosed by pure air flow through optical system, recycles pure air flow
DE4333666C1 (en) Arrangement for determining optically visible phase boundaries in liquids
DE102017204786B4 (en) Device for suction and separation of substances and particles from exhaust gases
DE10028523B4 (en) Apparatus for measuring the height of a sheet pile using a retroreflective radiation detector
DE102005036364A1 (en) Device for removing solid material from process water used in sedimentation tank of clarification plant comprises measuring section connected to discharge line arranged outside of sedimentation tank
DE69015138T2 (en) Pulsed liquid-liquid extraction column and method for removing precipitates from the interface.
EP4295681A1 (en) Insect trap
DE19649640A1 (en) Device and method for detecting particles in a process chamber of an ion implantation system

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee